Закономірності електрохімічного синтезу тонкоплівкових фотокаталітичних матеріалів на основі гетерооксидних сполук титану
| Jazyk: | angličtina |
|---|---|
| Rok vydání: | 2022 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 6 No. 12 (120) (2022): Materials Science; 30-39 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6 № 12 (120) (2022): Матеріалознавство; 30-39 |
| ISSN: | 1729-3774 1729-4061 |
| Popis: | This paper reports a study the into processes of plasma-electrolyte formation of heterooxidic coatings on titanium alloys for the photocatalytic destruction of natural and man-made toxicants. The synthesis of coatings was carried out from aqueous solutions of diphosphates under a galvanostatic mode. For a quantitative description of photocatalytic reactions, the constants of the reaction rate kf from the linearized dependences ln(Ct/C0), where Ct is the current, C0 is the initial concentration of the reagent, were calculated. The morphology of the coating surface was investigated by atomic force microscopy, and the results were visualized by reconstruction of the relief in the form of 2D and 3D topographic maps. Morphological features of coatings made of titanium oxide (IV) and heterooxidic composites containing oxides of transition metals were analyzed. It is shown that the specific surface area remains an effective factor in regulating the photocatalytic activity of coatings. The establishment of the morphology of heterooxidic composites, as well as methods for controlling this parameter of the target product, is a constant component of the systematic study of such materials in determining their functional properties. It has been established that compared to oxide-titanium coatings whose surface layers are characterized by a toroidal mesostructure, heterooxidic compositions have a more developed surface, which has a positive effect on their functional properties. Subsequent heat treatment similarly affects the properties of the coating. The speed constants of the photocatalytic decomposition of the methyl yellow-hot azo dye were used to rank coatings of different composition according to their functional properties. Coatings from TiO2·ZnO showed the highest catalytic activity among the materials studied – kf is 5.26 10-3 min-1, which is several times higher than the corresponding value for TiO2 Досліджено процеси плазмо-електролітного формування гетерооксидних покриттів на сплавах титану для фотокаталітичної деструкції природних та техногенних токсикантів. Синтез покриттів проводили з водних розчинів дифосфатів у гальваностатичному режимі. Для кількісного опису фотокаталітичних реакцій розраховано константи швидкості реакції kf з лінеаризованих залежностей ln(Ct/C0), де Ct – поточна, C0 – вихідна концентрації реагенту. Морфологію поверхні покриттів досліджено методом атомно-силової мікроскопії, а результати візуалізовано шляхом реконструкції рельєфу у вигляді 2D та 3D топографічних карт. Проаналізовано морфологічні особливості покриттів з оксиду титану (IV) та гетерооксидних композитів, що містять оксиди перехідних металів. Показано, що питома площа поверхні залишається ефективним фактором регулювання фотокаталітичної активності покриттів. Встановлення морфології гетерооксидних композитів, а також методів управління цим параметром цільового продукту є незмінною складовою системного вивчення таких матеріалів при визначенні їх функціональних властивостей. Встановлено, що порівняно з оксидно-титановими покриттями, поверхневі шари яких характеризуються тороїдальною мезоструктурою, гетерооксидні композиції мають більш розвинену поверхню, що позитивно впливає на їх функціональні властивості. Наступна термообробка аналогічним чином впливає на властивості покриття. Константи швидкості фотокаталітичного розкладання азобарвника метилового жовтогарячого використано для ранжування покриттів різного складу за їх функціональними властивостями. Покриття з TiO2·ZnO виявили найвищу каталітичну активність серед досліджених матеріалів – kf дорівнює 5.26 10-3 хв-1, що в декілька разів перевершує відповідне значення для TiO2 |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|